Fosfolipiidid ja triglütseriidid: määratlus, struktuur ja omadused
Fosfolipiidide määratlus
Fosfolipiidid on lipiidühendite klass ja kuuluvad koos valkude, glükolipiidide ja kolesterooliga elusolendite rakumembraanidesse. Fosfolipiidid moodustatakse glütseroolist, kusjuures kaks alkoholirühma moodustavad rasvhapetega esterrühma (eri klassidesse) ja üks alkoholirühm moodustavad fosforhappega esterrühma.
Seetõttu on fosfolipiid fosfoglütseriid. Fosfoglütseriidide rühma ühendeid võib pidada alfa-fosfatiidhappe derivaatideks. Selle fosfatiidhappega seotud rühmad hõlmavad koliini, etanoolamiini, seriini ja inositooli.
Seega on selles fosfolipiidis sisalduvad ühendid fosfatidüülkoliin, fosfatidüületanoolamiin, fosfatidüülseriin ja fosfatidüülinositool. Lipiidid võivad sisaldada fosfaatrühma. Rasvad muutuvad, kui fosfaat asendab ühte rasvhappeahelat. Fosfoglütseriidide kasutusalad on:
- Rakumembraanide komponendina
- Emulgeeriva ainena
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rasvade ja lipiidide erinevused - määratlus, omadused, funktsioonid, vahad, steroidid, rühmad
Fosfolipiidide struktuur
Kahekihiline fosfolipiid (kahekihiline) rakumembraanide koostisosana koosneb fosfolipiididest neljast komponendist:
- Rasvhape
- fosfaatrühm,
- Lämmastikku sisaldav alkohol ja
- Raamistik.
Fosfolipiididel on glütserooli raamistik ja 2 atsüülrühma. Glütserooli skeleti kolmandas positsioonis on fosfaatrühm, mis on kinnitatud aminoalkoholi külge. Fosfolipiidmolekuli võib vaadelda koosnevat kahest osast, nimelt peast ja sabast. Pea on positiivsete ja negatiivsete laengutega ning sabal pole laenguid. Pea on laengu tõttu hüdrofiilne või vees lahustuv, saba aga hüdrofoobne või vees lahustumatu. Fosfolipiidid klassifitseeritakse amfipaatseteks lipiidideks.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Fotosüntees: reaktsioonid, näited, funktsioonid ja mõjutegurid
Fosfolipiidide omadused
Erinevalt triglütseriididest on fosfolipiidid amfipaatilised, mis tähendab, et nad on nii polaarsed kui ka mittepolaarsed. Fosfolipiididel on ainult kaks rasvhappeahelat ja need ahelad annavad molekulidele hüdrofoobsuse.
Kuid glütseroolahela kolmas hüdroksüülrühm on seotud fosforüülrühmaga, mis seejärel võib täiendavalt modifitseerida proteesimisega, näiteks seriini, etanoolamiini, inositooli või glütserooli molekulidega teine. Sekundaarne modifikatsioon annab molekulile hüdrofoobsuse, sõltuvalt saadaolevast kogusest kipuvad fosfolipiidid agregeeruma mitsellideks või kahekihilisteks.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rasva ainevahetuse protsessi selgitus kehas
Fosfolipiidide omadused
Üldiselt leidub fosfolipiide taimerakkudes, loomarakkudes ja ka inimestel. Taimedes leidub fosfolipiide sojaubades, inimestel või loomadel aga munades, ajus, maksas, neerudes, pankreas, kopsudes ja südames.
Fosfatidüülkoliin või letsitiin saadi algselt munakollastest (lekhytos), sellest ka nimi letsitiin. Letsitiini tüüp sõltub rasvhapete tüübist. Letsitiinis leiduvate rasvhapete hulka kuuluvad palmitiin-, steariin-, oleiin-, linool- ja linoleenhapped. Rasvhapped, mis seonduvad number 1 süsinikuaatomiga, on tavaliselt küllastunud rasvhapped ja arvuga 2 seotud küllastumata rasvhapped. See letsitiin on tahke aine, mis on ka pehme nagu vaha, selle värvus on valge ja millal saab seda muuta pruuniks valgusega saastunud ja hügroskoopne ning veega segatuna moodustab lahuse kolloid.
Letsitiini raputamisel väävelhappega moodustuvad fosfaathape ja koliin. Lisaks toodab see aluse või happega kuumutamisel rasvhappeid, koliini, glütserooli ja fosforhapet.
See ühend võib põhjustada hemolüüsi, mis on punaste vereliblede hävitamise protsess. Hemoglobiin, punaverelibledes (erütrotsüütides) leiduv kombineeritud valk, muundatakse bilirubiiniks, mis koguneb verre ja võib mõnikord põhjustada naha kollast värvi. Seetõttu mõjutab inimesi aneemia, mis on punaste vereliblede puudus kehas.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Ainevahetusprotsessi häired - määratlus, süsivesikud, atsidoos, fenüülketoroonia, hüpertüreoidism, Addisoni valk, rasv
Fosfolipiidfunktsioon
Fosfolipiidid on plasmamembraani peamine komponent, mida leidub igas üksikus elus rakus maa peal. Amfipaatsuse tõttu on membraanides olevatel fosfolipiididel hüdrofoobsed rasvhappeahelad suunatud membraani ja rühma poolused nende fosforüüli poole väljapoole vesikeskkonda. Membraanid on rakkudele kaitsev füüsiline barjäär ja fosfolipiidide amfipaatne olemus on põhjus, miks need head barjäärid tekitavad.
Muuhulgas fosfolipiidide funktsioon rakumembraanide ehitusmaterjalina. Mõned muud bioloogilised funktsioonid on muu hulgas kopsu pindaktiivse ainena, mis väldib kopsude alveoolide seinte kleepumist väljahingamise ajal.
Näide:
Koliinfosfotidüülkoliin
Fosfotidüülseriin-seriin
Metanoolamiin Fosfotidüülmetanoolamiin
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rasva ja selle täielike funktsioonide määratlus
Fosfoglütseriidi biosüntees
Peamised fosfoglütseriidühendid, mis on rakumembraanide ja lipoproteiinide komponendid, on fosfatidüületanoolamiin, fosfatidüülkoliin, fosfatidüülseriin, fosfatidüülnotsütool ja kardiolipiin.
Ainevahetusrajad, mis esinevad kõrgemate loomade ja taimede kudedes, erinevad bakterirakkudes esinevatest. Mõlemal juhul kasutatakse kandjaühendina aga nukleotiidi tsütidiini. Fosfatidüületanoolamiini, fosfatidüülkoliini, fosfatidüülseriini, fosfatidüülnotsütooli ja kardiolipiini biosünteetilised teed loomakudedes on järgmised:
a) fosfatidüületanoolamiini biosünteetiline rada
Alustades etanoolamiini fosforüülimisega ATP abil fosfetanoolamiini saamiseks. Seda reaktsiooni katalüüsib ensüüm etanoolamiinkinaas. Pealegi reageerib fosfoetanoolamiin tsütidiintrifosfaadiga (CTP), saades tsütidiini difosfoetanoolamiini (cp-etanoolamiini), mida katalüüsib ensüüm fosfoetanoolamiini tsütidüültransferaas.
Fosfatidüületanoolamiini biosünteesi etapi lõpus vabaneb CDP-etanoolamiini tsütidiinmonofosfaadi (CMP) osa, fosfoetanoolamiini osa aga kantakse diatsüülglütserooli molekuli. Seda reaktsiooni katalüüsib ensüüm fosfoetanoolamiini transferaas, mis esineb endoplasmaatilise retikulumi membraanis.
b) fosfatidüülkoliini biosünteetiline rada
Fosfatidüülkoliini moodustumine loomakudedes võib toimuda kahel viisil:
- Fosfatidüületanoolamiini aminorühma metüülimise protsess S-adenosüülmetioniiniga metallirühma doonorina, mida katalüüsib ensüüm fosfatidüületanoolamiini metüültransferaas.
- Alustades lähteainena koliinist ja fosfatidüülkoliini moodustumise reaktsioonist, jätkub fosfatidüületanoolamiini biosüntees. Sel juhul on fosforikoliini moodustamiseks koliinist ja ATP-st seotud vastavalt kolm erinevat ensüümi: koliinkinaas; fosfokoliintsütidüültransferaas, CDP-koliini moodustamiseks fosfokoliinist ja CTP-st, ja fosfokoliini transferaas, fosfatidüülkoliini moodustamiseks CDP-koliinist ja diatsüülglütseroolist
c) Fosfatidüülseriini biosünteetiline rada on järgmine:
- Loomkudedes moodustub fosfatidüülseriin fosfatidüületanoolamiini ja seriini vahelises reaktsioonis:
Fosfatidüületanoolamiin + vahelduv seriinfosfatidüülseriin + etanoolamiin - Seevastu fosfatidüületanoolamiini saab fosfatidüülseriinist moodustada dekarboksüülimise teel:
"Fosfatidüülseriinfosfatidüületanoolamiin + CO2"
Bakterirakkudes, näiteks Escherichia coli, toimub fosfatidüülseriini moodustumine loomade kudedes erineva reaktsioonitee kaudu. Reaktsioonitee algab fosfatiidhappe aktiveerimisega CTP abil tsütidiindifosfaadiatsüülglütserooli saamiseks, mida katalüüsib ensüüm fosfatiidhappe-tsididiini transferaas. Järgmises reaktsioonietapis reageerib CDP-diatsüülglütserool seriiniga, mida katalüüsivad ensüümid CDP-diatsüülglütserool-seriin-O-fosfatidüültransferaas, toodab fosfatidüülseriini ja tsütidiinmonofosfaati (CMP).
d) fosfatidüülnotsütooli biosünteetiline rada on järgmine:
Loomkudedes toimib CDP-diatsüülglütserool (mis moodustub fosfatiidhappest) fosfatidüülinositooli ja fosfatidüülglütserooli biosünteesi lähteainena. Fosfatidüülinositool moodustub CDP-diatsüülglütserooli ja inositooli vahelises reaktsioonis, mida katalüüsib ensüüm CDP-diatsüülglütserooli inositooltransferaas.
Ajukoes võib fosfatidüülinositooli tootmiseks fosforüülida ATP fosfatidüülinositool-monofosfaat, -difosfaat ja nii edasi polüfosfoinosiidi ühendite tootmiseks, mis selle roll ajus pole selge.
e) kardiolipiini biosünteetilised rajad on järgmised:
Fosfatidüülglütserool moodustub CDP-diatsüülglütseroolist. Reaktsioonitee algab 3-fosfatidüül-1-glütserool-3-fosfaadi moodustumisega CDP-diatsüülglütseroolist ja glütserool-3-fosfaadist, mida katalüüsib ensüüm glütseroolfosfaat-fosfatidüültransferaas. Moodustunud fosfatidüülglütserool on difosfatidüülglütserooli biosünteesi eelkäija, mida tavaliselt nimetatakse kardiolipiiniks.
20 protsenti loomarakkude mitokondriaalses membraanis leiduvatest lipiididest on kardiolipiinid. Bakterirakkudes ei kasutata kardiolipiini moodustumisel CDP-diatsüülglütserooli, vaid see toimub otse kahe fosfatidüülglütserooli molekuli kondensatsioonireaktsioonil.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Polümeerid - määratlus, struktuur, omadused, klassifikatsioon, vormid, kasutusalad, eelised, näited
Fosfolipiidide klassifikatsioon ja tüübid
A. Glütseroolfosfolipiid (kui alkohol on glütserool)
- Fosfatiidhape ja fosfatidüülglütserool: sisaldab ainult glütserooli, rasvhappeid ja fosforhapet. Difosfatidüülglütserool on tuntud kui kardiolipiin ja seda leidub mitokondrites. Oluline vaheainena triasüülglütseroolide ja fosfolipiidide sünteesis, mida leidub kudedes väikestes kogustes
-
Fosfatidüülkoliin (letsitiin): sisaldab fosforhapet ja koliini. Letsitiin on keharakkudes laialt levinud ja sellel on metaboolsed ja struktuursed funktsioonid, näiteks membraanides. Dipalmityl letsitiin on väga tõhus aine, mis hoiab ära pindpinevusest tingitud kopsude sisepinna adhesiooni. Dipalmityl letsitiini puudumine enneaegsete imikute kopsudes põhjustab hingamishäireid.
-
Fosfatidüül-etanoolamiin: sisaldab fosfatiidhapet ja etanoolamiini.
- Fosfatidüülinositool: sisaldab fosfatiidhapet ja inositooli
- Fosfatidüülseriin: sisaldab fosfatiidhapet ja aminohapet seriini
-
Plasmalogeen: sarnaneb letsitiini ja tsefaliiniga, välja arvatud see, et rasvhappe esterühendus glütseroolsüsiniku asendis asendatakse küllastumata alkoholiga estersidemega. See ühend moodustab 10% aju ja lihase fosfolipiididest.
B. Sfingofosfolipiidid (alkohol on sfingosiin)
See hõlmab sfingomüeliini: ei sisalda glütserooli. Hüdrolüüsil tekivad rasvhapped, fosforhape, koliin ja alkohol, mis sisaldab sfingosiini amiinirühma. Funktsioon
-
Rakumembraanide koostisosana. Mõned muud bioloogilised funktsioonid on muu hulgas kopsu pindaktiivse ainena, mis väldib kopsude alveoolide seinte kleepumist väljahingamise ajal.
-
Kõige sagedamini leitakse membraanilipiidid fosfolipiidid, mis toimivad peamiselt membraanide struktuurielementidena ja mida ei ladustata kunagi suurtes kogustes. See lipiidide rühm sisaldab fosforit fosforhappe rühma kujul, peamised membraanides leiduvad fosfolipiidid on fosfoglütseriidid.
-
Maksas ja lihastes mängivad fosfolipiidid koos L-karnitiiniga nuumamisprotsessi ärahoidmisel.
-
Neid fosfolipiide koos sojaubades sisalduva E-vitamiiniga kasutavad mõned düslipideemilised patsiendid ka LDL-kolesterooli ja triglütseriidide taseme alandamiseks.
-
Fosfolipiidid toimivad ka emulgaatoritena, aidates teistel rasvadel jõuda verre ja kehavedelikesse.
-
Fosfolipiidid kui organismi bioloogiliste protsesside reguleerijad, näiteks: närvisüsteemi ühendus ja mõned närvide tööga seotud haigused. Kuigi fosfolipiidid ei ole olulised ühendid, on nende esinemisel toidus positiivne mõju muu hulgas tervise jaoks: maksahaiguste ennetamine, kolesteroolitaseme kontroll, ajusüsteemi arendamine ja närv.
-
Fosfolipiidid moodustavad 20-25% täiskasvanud inimese aju kuivmassist. Fosfolipiidid mängivad rolli ajurakkude membraanide raamistiku moodustamisel, mistõttu fosfolipiidide toimivus mõjutab oluliselt inimese intelligentsuse taset. Koliiniga täiendatud dieedid võivad põhjustada ajus pikaajalisi muutusi, mis võivad mõjutada täiskasvanud inimeste kognitiivsete protsesside paranemist.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Molekulaarbioloogia - määratlus, inseneriteadus, teadus, ajalugu, mõõtmised, valemid, geomeetria
Mis on triatsüülglütserool
Triatsüülglütserool või tavaliselt triglütseriid on molekul, mis sisaldab 1 glütserooli molekuli 3 rasvhappega. Triglütseriidid sisaldavad küllastunud rasvhappeid, mis on omavahel ühendatud ja moodustavad toatemperatuuril tahke aine. Enamik looduses sisalduvaid rasvu ja õlisid sisaldab 98–99% triglütseriide.
Triglütseriidid on teatud tüüpi rasv, mis moodustub toidust, moodustub maksas ja hoitakse naha ja teiste keha organite all. Triglütseriidide struktuur moodustub glütseroolalkoholi estritest ja rasvhapetest, mis koosnevad küllastunud rasvhapetest, monoküllastumata rasvadest ja polüküllastumata rasvadest (Wibawa, 2009). Triglütseriidide struktuur on järgmine:
Kehas asuvad triglütseriidid toimivad kõige tõhusamana soojuse salvestamiseks rasvana, mis on oluline organismis energiat nõudvate protsesside, näiteks ainevahetuse jaoks. Triglütseriide leidub paljudes rasvarakkudes. Triglütseriide võib vajadusel muuta kolesterooliks, fosfolipiidideks ja muudeks lipiidide vormideks. Triglütseriide kasutatakse ka energiaallikana. Rasvakudena on triglütseriididel ka luude ja elutähtsate elundite padjana funktsioon, mis kaitseb neid elundeid šokkide või kahjustuste eest (Maulidina, 2014).
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Erinevus ioonühendi ja molekulaarühendi vahel
Triatsüülglütserooli funktsioon
Kuna triglütseriidide põhiülesanne on pikaajaline energia salvestamine, on need molekulid väga tõhusad ladustamise eesmärgil, kuna happeahelas on palju süsinik-süsinik sidemeid paks. Suhkruvarud meie kehas võimaldavad meil ainult ellu jääda lühikese aja jooksul, kuid normaalse inimese rasvasisaldus lubab nädala nälginud. Inimese kehal on võime triglütseriidide sünteesi ja triglütseriidide metabolismi vahel kiiresti vahetada.
Triglütseriidid on toidus peamised lipiidid. Selle peamine ülesanne on energiaaine. Peensooles moodustunud triglütseriidid ja muud peamised lipiidid (kolesterool ja fosfolipiidid) on pakendatud vere aktiivseks imendumiseks ja transportimiseks. Triglütseriidid kombineeruvad spetsiaalsete valkudega ja moodustavad lipiidide transportimise vahendi, mida nimetatakse lipoproteiinideks.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Soola hüdrolüüs: määratlus, tüübid ja valemid koos probleemide täielike näidetega
Triglütseriidide omadused
Triglütseriidid, mida nimetatakse ka triatsüülglütseroolideks, sisaldavad kolme rasvhappeahelat, mis on kinnitatud glütseroolil olevate kolme hüdroksüülrühma külge. kõik kolm rasvhappeahelat võivad kõik olla samad, mis lihtsate triglütseriidide korral.
Triglütseriidid võivad sisaldada ka mitut tüüpi rasvhapete ahelaid, mida nimetatakse triglütseriidide segudeks. Triglütseriidid on väga mittepolaarsed ja kipuvad agregeeruma polaarsetes lahustites nagu vesi, samas kui need lahustuvad hõlpsasti mittepolaarsetes lahustites nagu süsiniktetrakloriid.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Reaktsioonikiirus: määratlus, valemid, näiteülesanded ja mõjutegurid
Triglütseriidide üldine struktuur
Triglütseriidide keemiline valem on CH2COOR-CHCOOR'-CH2-COOR ", kus R, R 'ja R" on mõlemad pikad alküülahelad. Kolm rasvhapet RCOOH, R'COOH ja R'COOH võivad olla kõik ühesugused, kõik erinevad või ainult kaks neist ühesugused.
Looduslikult esinevate triglütseriidide rasvhapete ahela pikkused võivad olla erinevad, kuid kõige tavalisemad pikkused on 16, 18 või 20 süsinikuaatomit. Taimedes ja loomades leiduvad looduslikult esinevad rasvhapped koosnevad tavaliselt atsetüül-CoA-st rasvhapete biosünteesi viisist paarisarvulistest süsinikuaatomitest. Isegi nii on bakteritel võime sünteesida paaritu süsinikuaatomiga või hargnenud ahelaga rasvhappeid. Seetõttu on mäletsejalistel tavaliselt vatsas bakterite toimel paaritu süsinikuga rasvhapped, näiteks 15.
Enamikul looduslikest rasvadest on erinevate triglütseriidide komplekssed segud; selle tõttu sulab rasv erinevatel temperatuuridel. Rasvad, nagu kakaovõi, koosnevad ainult vähestest triglütseriididest, millest üks sisaldab vastavalt palmitaati, oleiinhapet ja stearaati. See põhjustab järsu sulamistemperatuuri, mille tõttu šokolaad sulab suus rasvavaba tundeta.
Rakkudes võivad triglütseriidid (või neutraalsed rasvad) erinevalt molekulidest rakumembraane vabalt läbida teised selle mittepolaarsete omaduste tõttu, nii et see ei reageeri kahekordse fosfolipiidkihiga membraan.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: DNA määratlus
Triglütseriidide tasemete klassifikatsioon
Triglütseriidide tase tõuseb, kui tarbitud kalorite arv on suurem kui vaja. Triglütseriidide tasemeid saab klassifitseerida mitmesse rühma, järgmine on kehamassiindeksi klassifikatsioon NCEP ATP III põhjal.
Triglütseriidide tasemete klassifikatsioon
Triglütseriidide tase (mg / dl) |
Klassifikatsioon |
| < 150 | Optimaalne |
| 150-199 | Piirijoon |
| 200-499 | Kõrge |
| ≥500 | Väga kõrge |
Hüpertriglütserideemia on määratletud kui triglütseriidide ebanormaalne sisaldus veres. Hüpertriglütserideemia võib esineda kas primaarne või sekundaarne. Primaarne hüpertriglütserideemia on erinevate geneetiliste häirete, mis põhjustavad triglütseriidide ainevahetushäireid, mõju Sekundaarne hüpertriglütserideemia, mida põhjustab rasvane dieet, rasvumine, suhkurtõbi, hüpotüreoidism ja mõned ravimid (Bahri, 2004).
Suur triglütseriidide sisaldus võib põhjustada veresoonte seintel naastude moodustumist, suurendades selle taset Madala tihedusega lipoproteiin (LDL) ja madalamal tasemel Suure tihedusega lipoproteiin (HDL) suurendades seeläbi südame isheemiatõve riski (Maulidina, 2014). Mitmed triglütseriidide taset mõjutavad tegurid (Yulissa, 2013) hõlmavad järgmist: geneetilised tegurid, sugu, vanus, tarbimine (toit ja jook), rasvumine või ülekaal, suitsetamine ja alkoholi tarbimine.